Zadanie 1.1

Reaktor jądrowy o mocy 1000 MWe i sprawności produkcji energii elektrycznej wynoszącej 33%,
pracuje przy współczynniku obciążenia równym 70%. Zakładamy, że 70% wytworzonej energii
pochodzi bezpośrednio z 235U, a reszta – bezpośrednio i pośrednio - z 238U. Wykorzystując znany
wzór Einsteina proszę obliczyć masę, która zamieniła się na energię w ciągu całego cyklu paliwowego
trwającego 4.5 roku, oraz masę uranu, który został w tym czasie wypalony. Proszę porównać to z
masą węgla potrzebnego do wyprodukowania tej samej ilości energii elektrycznej, przyjmując
wartość opałową 20 GJ/tonę i standardową sprawność elektrowni konwencjonalnej 35%. Jakiej ilości
ton CO

2

to odpowiada?

Przypomnienie:



Energia z jednego rozszczepienia zamieniona na ciepło to ok. 183 MeV



1 eV = 1.602·10

-19

J



c = 3·10

8

m/s

Zadanie 1.2

Typowy reaktor PWR osiąga poziom wypalenia paliwa ok. 40 GWd/t. Jaka jest jego wydajność
paliwowa, tj. udział procentowy jąder, które zostały wypalone? Dla ułatwienia przyjmujemy, że
wszystkie aktynowce mają tę samą masę atomową równą 235 u.

Zadanie 1.3

Wzbogacenie paliwa UO

2

z poprzedniego zadnia wynosi 3.7%. Zakładając, że wzbogacenie paliwa

wypalonego wynosi 1% proszę obliczyć ilość wypalonych jąder 235U i wyjaśnić, dlaczego jest ona
mniejsza niż otrzymano w wyniku poprzedniego zadania? Czy można ustalić jaka była początkowa
masa rdzenia rozważanego reaktora?

Zadanie 1.4

Ile uranu naturalnego (0.71% 235U) jest potrzebne do wyprodukowania 1 kg uranu wzbogaconego do
3.7%, jeżeli pozostały uran zawiera 0.25% 235U?

Zadanie 1.5

Wykorzystaj wyniki poprzednich zadań do wyznaczenia udziału procentowego atomów uranu
naturalnego, które zostały wypalone.

Zadanie 1.6

Zidentyfikowane rezerwy uranu (o kosztach poniżej 130 $/kg) oceniane są na około 4 mln ton.
Opierając się na wynikach poprzednich zadań proszę wyznaczyć ilość reaktoro-lat , na które powyższe
zapasy wystarczą. Jak zmienią się te wyniki, gdyby zastosować reaktory powielające, których
wydajność paliwowa wynosi ok. 50%?